[发明专利]提高涡轮叶片自振频率的涡轮增压器涡轮叶轮及设计方法

权利要求书

1.提高涡轮叶片自振频率的涡轮增压器涡轮叶轮，其特征在于，包括涡轮轮毂(1)；

其中，涡轮轮毂(1)的上表面四周，围绕涡轮轮毂(1)的垂直中心轴线，沿周向等间隔分布有多个涡轮叶片(2)；

其中，涡轮叶片(2)上，与涡轮轮毂(1)相连接的内侧边缘为轮毂曲线边缘(61)；

涡轮叶片(2)上，远离涡轮轮毂(1)且不与涡轮轮毂(1)相连接的外侧边缘为轮罩曲线边缘(62)；

轮毂曲线边缘(61)和轮罩曲线边缘(62)的形状，均是符合贝塞尔Bezier样条曲线的形状；

其中，每个涡轮叶片(2)的下部外侧，具有涡轮叶片进口边缘(3)；

该涡轮叶片进口边缘(3)的内侧端，与涡轮轮毂(1)的上表面相连接；

每个涡轮叶片(2)的顶部，具有涡轮叶片新型出口边缘(5)；

该涡轮叶片新型出口边缘的内侧端，与涡轮轮毂(1)的上表面相连接；

该涡轮叶片新型出口边缘(5)的形状，是符合贝塞尔Bezier样条曲线的曲线形状。

2.如权利要求1所述的提高涡轮叶片自振频率的涡轮增压器涡轮叶轮，其特征在于，轮毂曲线边缘(61)和轮罩曲线边缘(62)的形状，具体是符合高阶贝塞尔Bezier样条曲线的形状；

高阶贝塞尔Bezier样条曲线，具体为三次及以上贝塞尔Bezier样条曲线。

3.如权利要求1所述的提高涡轮叶片自振频率的涡轮增压器涡轮叶轮，其特征在于，轮罩曲线边缘(62)下部与涡轮叶片进口边缘(3)上部相连接处的夹角为钝角。

4.如权利要求1所述的提高涡轮叶片自振频率的涡轮增压器涡轮叶轮，其特征在于，涡轮叶片进口边缘(3)，与垂直直线A之间的夹角的角度范围为0～35度。

5.如权利要求1所述的提高涡轮叶片自振频率的涡轮增压器涡轮叶轮，其特征在于，涡轮叶片进口边缘(3)，由里向外逐渐向上倾斜；

涡轮叶片进口边缘(3)，越靠近涡轮轮毂(1)的垂直中心轴线，高度越低。

6.如权利要求1所述的提高涡轮叶片自振频率的涡轮增压器涡轮叶轮，其特征在于，涡轮叶片出口边缘(5)对应的贝塞尔Bezier样条曲线，是贝塞尔Bezier样条四点控制曲线，包括的四个控制点为：样条曲线控制起点P0、样条曲线控制中间控制点P1、样条曲线控制中间控制点P2和样条曲线偏置位移控制点P3；

这四个控制点，位于涡轮叶片新型出口边缘(5)的曲线控制坐标系中；

其中，横坐标，是控制点在涡轮叶片原始出口边缘(4)的直线径向延伸方向的相对距离位置；

纵坐标，是控制点与涡轮叶片原始出口边缘(4)的垂直方向偏移距离，单位为mm。

7.如权利要求6所述的提高涡轮叶片自振频率的涡轮增压器涡轮叶轮，其特征在于，P0，P1，P2点的位置，纵坐标为零；

P0点的固定坐标(0，0)，P1坐标(P1_pos，0)，P2坐标(P2_pos，0)，其中P1_pos取值范围为0.4～0.6，P2_pos取值范围为0.85～0.95；

P3点的坐标(1，P3_offset)，横坐标固定为1，纵坐标P3_offset为涡轮叶片新型出口边缘(5)的最远点尖部顶点的偏移距离；P3_offset的取值范围为0.5～2mm。

8.如权利要求7所述的提高涡轮叶片自振频率的涡轮增压器涡轮叶轮，其特征在于，P1_pos为0.6，P2_pos为0.9，P3_offset为0.5mm。

9.提高涡轮叶片自振频率的涡轮增压器涡轮叶轮的设计方法，其特征在于，包括以下具体设计步骤:

第一步、获取现有的传统涡轮叶轮的三维模型，传统涡轮叶轮的涡轮叶片原始出口边缘(4)是直线结构的边缘；

第二步、建立涡轮叶片新型出口边缘(5)的曲线控制坐标系，构建边缘曲线修正样条修正曲线，确定样条曲线控制起点P0、样条曲线控制中间控制点P1、样条曲线控制中间控制点P2以及样条曲线偏置位移控制点P3的坐标，其中，四个控制点的坐标具体如下:

P0固定坐标(0，0)，P1坐标(P1_pos，0)，P2坐标(P2_pos，0)，P3坐标(1，P3_offset)；

第三步，根据P0、P1、P2和P3控制点的坐标，构建贝塞尔Bezier样条曲线；

第四步，根据第三步构建的贝塞尔Bezier样条曲线，来构建涡轮叶片新型出口边缘(5)；

第五步，根据第四步构建的涡轮叶片新型出口边缘(5)，来对传统涡轮叶轮的三维模型中的叶片原始出口边缘(4)进行修正，获得具有涡轮叶片新型出口边缘(5)的涡轮叶轮的三维模型。